Фамилия Бурнинова — женская форма, а мужская, Бурнинов, встречается редко, что сразу наводит на мысль о нестандартном происхождении. Если отбросить типичный суффикс -ов, указывающий на принадлежность («чей?»), остаётся основа «Бурнин». Она могла возникнуть двумя путями: либо от прозвища Бурня, либо от фамилии Бурнин, которая уже затем получила окончание -ов по аналогии с более распространёнными моделями.

Версия с прозвищем Бурня кажется основной. В русских говорах «бурня» — неспокойный, шумный человек, тот, кто «бурит», то есть ведёт себя бурно, суетливо или сердито. Слово родственно «буря», «бурливый». Человека с таким прозвищем могли назвать за вздорный нрав или, наоборот, за кипучую энергию. Суффикс -н- в основе типичен для прилагательных и прозвищ (ср. «смирня» от «смирный»), а затем фамилия оформилась через патронимический суффикс -ов: Бурня → Бурнин → Бурнинов. В таком случае предок носителя фамилии был сыном Бурни, то есть «Бурнин сын».

Есть и более редкая возможность: фамилия могла быть образована от топонима Бурнино — названия деревни или урочища. Такие названия встречаются в центральной России, например, в Тверской области. Тогда Бурниновы — это выходцы из этого селения, и фамилия закрепилась за переселенцами по принципу «откуда родом». Однако в этом случае ожидалась бы форма Бурнинский или Бурниновский, а не краткий вариант, поэтому версия с прозвищем убедительнее.

Интересно, что фамилия Бурнинова почти не встречается в исторических документах и современных справочниках — это редкая, «кабинетная» фамилия, не прошедшая массовую фиксацию в ревизских сказках. Вероятно, она возникла в крестьянской или мещанской среде в XIX веке, когда фамилии ещё могли образовываться спонтанно от уличных прозвищ. Носители фамилии, скорее всего, сосредоточены в центральных и северных областях России, где сохранились говоры с корнем «бур-».